(57)【要約】【課題】  内面や外面に長さ方向に延びる凸部が設けられた管部材を、材質や凸部の寸法及び形状に関わらず容易に製造できるようにする。【解決手段】  管形状の周側壁２と、この周側壁２の内面と外面のいずれか一方あるいは両方に軸方向に延びるように設けられた凸部３ａとを備えた管部材の製造方法であって、湾曲可能な板材の少なくとも一方の面に凸部３ａと対応する形状の部材を接合し、板材を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管形状の周側壁と、この周側壁の内面と外面のいずれか一方あるいは両方に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材の製造方法であって、
湾曲可能な板材の少なくとも一方の面に前記凸部と対応する形状の部材を接合し、前記板材を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することを特徴とする管部材の製造方法。
【請求項２】
前記凸部と対応する形状の部材は断面凹凸状に形成された板状のものであることを特徴とする請求項１記載の管部材の製造方法。
【請求項３】
前記凸部と対応する形状の部材は棒状のものであることを特徴とする請求項１記載の管部材の製造方法。
【請求項４】
管形状の周側壁と、この周側壁の内面と外面のいずれか一方あるいは両方に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材であって、
前記周側壁は、湾曲可能な板材を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することにより形成され、
前記凸部は、前記周側壁に接合された部材により形成されたことを特徴とする管部材。
【請求項５】
前記周側壁よりも小径の管が内部に挿入された二重管状のものであると共に前記小径の管の外周面が前記凸部の頂部に接合されたことを特徴とする請求項４記載の管部材。
【請求項６】
扁平な管形状の周側壁と、この周側壁の内面に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材の製造方法であって、
塑性変形可能な円管形状の部材の内部に前記凸部と対応する形状の部材を挿入し、前記円管形状の部材を押し潰して扁平な管形状にすることを特徴とする管部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のラジエータや空調装置の熱交換器等を構成する管部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車のラジエータや空調装置の熱交換器等においては、管部材の内部に熱交換流体を流し、この管部材の外面を流れる気体との間で熱交換を行うようにしている。そして、この種の管部材においては、強度の向上や熱伝達効率向上のために、内面や外面に長さ方向に延びる凸部を設けている場合がある。
【０００３】
従来、この種の管部材は、板材の表面に凹凸を塑性加工した後、板材を管形状に湾曲せて両端部を互いに接合することにより形成されていた。また、アルミニウム等を用いて押し出し加工法により形成することもあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の曲げ加工による製造方法の場合、ステンレス等の難加工部材では、板材の表面に凹凸を塑性加工することは不可能に近い。また、凸部の厚みが小さくなると、押し出し加工で製造するのは困難になる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、内面や外面に軸方向に延びる凸部が設けられた管部材を、材質や凸部の寸法及び形状に関わらず容易に製造できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明は、管形状の周側壁と、この周側壁の内面と外面のいずれか一方あるいは両方に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材の製造方法であって、湾曲可能な板材の少なくとも一方の面に前記凸部と対応する形状の部材を接合し、前記板材を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することを特徴としている。
【０００７】
また、第２の発明は、管形状の周側壁と、この周側壁の内面と外面のいずれか一方あるいは両方に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材であって、前記周側壁は、湾曲可能な板材を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することにより形成され、前記凸部は、前記周側壁に接合された部材により形成されたことを特徴としている。
【０００８】
また、第３の発明は、扁平な管形状の周側壁と、この周側壁の内面に軸方向に延びるように設けられた凸部とを備えた管部材の製造方法であって、塑性変形可能な円管形状の部材の内部に前記凸部と対応する形状の部材を挿入し、前記円管形状の部材を押し潰して扁平な管形状にすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凸部が周側壁とは別部材であり、凸部をその寸法及び形状に適した材質及び加工方法で形成することで、周側壁の材質や凸部の寸法及び形状に関わらず容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態の管部材の一部省略端面図、図２は図１の管部材を展開した状態の一部省略断面図、図３は図１の管部材の凸部を形成する凹凸板の一部省略斜視図、図４は図３の凹凸板を成形する加工装置の各成形ロールの側面図、図５は図４の各成形ロールの正面図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の管部材１は、円管形状の周側壁２と、この周側壁２の内面に軸方向に延びるように設けられた多数の凸部３ａとを備えている。なお、図１では凸部３ａが周側壁２の内面の周方向の一部にのみ図示されているが、実際には周側壁２の内面の全周にわたって凸部３ａが設けられている。
【００１２】
周側壁２は、金属製の矩形状の板材Ｐ１（図２参照）を管形状に湾曲させて両端部を互いに接合することにより形成されている。また、凸部３ａは周側壁２の内面に接合された凹凸板３上に形成されている。
【００１３】
図２、図３に示すように、凹凸板３は断面凹凸状のもので、長さ方向に延びる凸部３ａと凹部３ｂが幅方向に交互に形成されている。この凹凸板３は、金属製の矩形状の薄板に対し、図４に示す成形装置５０で数工程の加工を順次施すことにより形成される。この凹凸板３の製造方法を図４、図５を参照しながら説明する。
【００１４】
まず、図４（ａ）に示すように、薄板Ｐ２を長さ方向に送りつつ一対の前加工用ロール５１、５２間で挟圧する。図５（ａ）に示すように、前加工用ロール５１、５２の外周面には周方向に延びる断面三角形状の突起５１ａ、５２ａが複数条設けられている。これらの突起５１ａ、５２ａは前加工用ロール５１、５２の全周にわたって形成され、互いに干渉しないように軸方向に間隔をおいて配置されている。このように形成された前加工用ロール５１、５２間を薄板Ｐ２が通ることにより、薄板Ｐ２の両面には送り方向に延びるＶノッチ状の溝が複数条形成される。
【００１５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、薄板Ｐ２を一対の第１の前段曲げロール５３、５４間で挟圧する。図５（ｂ）に示すように、第１の前段曲げロール５３、５４の外周面には周方向に延びる断面台形状の突起５３ａ、５４ａが複数条設けられている。これらの突起５３ａ、５４ａは第１の前段曲げロール５３、５４の全周にわたって形成され、互いに干渉しないように軸方向に間隔をおいて配置されている。このように形成された第１の前段曲げロール５３、５４間を薄板Ｐ２が通ることにより、薄板Ｐ２は断面台形状の波形に成形される。
【００１６】
次いで、図４（ｃ）に示すように、薄板Ｐ２を一対の第２の前段曲げロール５５、５６間で挟圧する。図５（ｃ）に示すように、第２の前段曲げロール５５、５６の外周面には周方向に延びる断面台形状の突起５５ａ、５６ａが複数条設けられている。これらの突起５５ａ、５６ａは突起５３ａ、５４ａよりも波幅が小さく且つ波高が大きくなっており、第２の前段曲げロール５５、５６の全周にわたって形成され、互いに干渉しないように軸方向に間隔をおいて配置されている。このように形成された第２の前段曲げロール５５、５６間を薄板Ｐ２が通ることにより、薄板Ｐ２の台形状の波の波幅が狭くなると共に波高が高くなる。
【００１７】
次いで、図４（ｄ）に示すように、薄板Ｐ２を一対の凹凸曲げロール５７、５８間で挟圧する。図５（ｄ）に示すように、凹凸曲げロール５７、５８の外周面には周方向に延びる断面矩形状の突起５７ａ、５８ａが複数条設けられている。これらの突起５７ａ、５８ａは凹凸曲げロール５７、５８の全周にわたって形成され、互いに干渉しないように軸方向に間隔をおいて配置されている。このように形成された凹凸曲げロール５７、５８間を薄板Ｐ２が通ることにより、薄板Ｐ２の波が断面矩形状に成形され、図３に示す凹凸板３となる。
【００１８】
次いで、図４（ｅ）に示すように、凹凸板３の一方の面に板材Ｐ１を長手方向が一致するように配置し、両者を一対のシーム溶接用ロール５９、６０間で挟圧する。図５（ｅ）に示すように、一方のシーム溶接用ロール５９の外周面には断面矩形状の突起５９ａが複数条設けられている。これらの突起５９ａはシーム溶接用ロール５９の全周にわたって形成され、凹凸曲げロール５７の突起５７ａと同形同大で、且つ各突起５９ａがいずれかの突起５７ａに対して送り方向に対向するように配置されている。また、他方のシーム溶接用ロール６０の外周面は平坦に形成されている。
【００１９】
このように形成されたシーム溶接用ロール５９、６０間を凹凸板３と板材Ｐ１が通ることにより、各突起５９ａが凹凸板３の凹部３ｂに入り込み、凹部３ｂの外底面を板材Ｐ１の一方の面に圧接して溶接する。これにより、凹凸板３が板材Ｐ１に固定され、両者が一体化した状態となる。
【００２０】
このようにして凹凸板３と板材Ｐ１が一体化した素材は、図６に示すロールフォーミング加工装置１００で曲げ加工を施して円管状に成形する。この加工装置では、まず、素材Ｍが数組の成形ロールを有する成形部１０１に送られて各成形ロールの半径に対応した形状に順次曲げ加工される。なお、図示しないが、凹凸板３と対向する各成形ロールの表面には、凸部３ａを受け入れる溝が周方向に形成されており、凸部３ａが押し潰されないようにしている。
【００２１】
これらの成形ロールで管形状に塑性変形した前記素材の両側端部は溶接部１０２においてパットシーム溶接によって接合されて電縫管とされ、溶接部の盛り上がり部が刃物で除去された後、所定長さに切断される。そして、曲がりが矯正されて管部材１（図１参照）となる。
【００２２】
このように、本発明の管部材１は、凸部３ａが周側壁２とは別体の部材で形成されており、凸部３ａを寸法及び形状に適した材質及び加工方法で形成することにより、周側壁２の材質や凸部３ａの寸法及び形状に関わらず、容易に製造することができる。
【００２３】
また、凸部３ａを周側壁２とは別体の部材としたことで、凸部３ａを所望の形状にすることができるので、熱伝達効率や強度が向上し、管部材の小型軽量化や材料の削減を図ることができる。
【００２４】
また、本発明の管部材は、既存の設備を用いて安価に製造することができるという利点がある。
【００２５】
なお、上記の管部材１では、全ての凸部３ａが同形同大となっているが、形状や大きさが異なる凸部を組み合わせるようにしてもよい。
【００２６】
例えば、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示すように、幅や高さが異なる凸部３ａを組み合わせたり、図７（ｄ）に示すように、形状や高さが異なる凸部３ａを組み合わるようにしてもよい。
【００２７】
また、凸部３ａの形状が周側壁２の軸方向に変化するようにしてもよい。例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部３ａの頂部の形状を変化させたり、図８（ｃ）に示すように、凸部３ａに多数の孔や突起を設けたり、図８（ｄ）に示すように、凸部３ａの表面に多数の傷痕を設けたりすることができる。凸部３ａをこのような形状に加工するのは、凹凸板３を凹凸状に形成する前と、凹凸状に形成した後とのいずれの場合でもよく、加工性に適した方を選択する。
【００２８】
また、凸部３ａは、内部に空間が形成された形状に限られるものではなく、図９に示すように、内部に空間が形成されない二重壁状のものであってもよいし、図１０に示すように、内部の空間Ｓを広く形成するようにしてもよい。なお、凸部３ａの内部の空間に熱伝達率や強度等の向上に適した物体を挿入するようにしてもよい。
【００２９】
また、図１１に示すように、周側壁２よりも小径の管４を管部材１の内部に挿入して二重管状にしてもよい。この場合、凸部３ａの頂部と管４の外周面とをろう付けや接着等により接合すると、ハニカム形状と類似した構造となり、強度が大幅に向上するので好ましい。
【００３０】
また、図１２に示すように、凸部３ａの頂部が周側壁２の内面に接して周側壁２内部の空間を軸方向に複数の空間に仕切るようにしてもよい。なお、図１２（ａ）に示す例では、凸部３ａは内部に空間が形成されない二重壁状で、図１２（ｂ）に示す例では、凸部３ａは内部に空間が形成された形状となっている。
【００３１】
このような構造では、凸部３ａにより周側壁２内部が軸方向に複数の空間Ｓに仕切られた状態となるため、複数種類の流体を流すことができる。また、周側壁２の外面に与えられる矢印方向の力に対し、凸部３ａが周側壁２の圧壊を防ぐ補強材として機能するため、強度が向上するという利点がある。
【００３２】
なお、上記実施形態では、周側壁２の内面に凸部３ａを設けた場合を例に挙げて説明したが、図１３に示すように周側壁２の外面に凸部３ａを設けるようにしてもよく、あるいは周側壁の内面と外面の両方に凸部を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、凹凸状に形成された板状の部材を周側壁に取り付けることにより凸部を形成するようにしているが、棒状の部材を一本あるいは複数本周側壁に取り付けることにより凸部を形成するようにしてもよい。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図１４は本実施形態の管部材の製造方法の説明図である。
【００３５】
本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、凹凸板３を円管形状の部材Ｔの内周に沿って約半周分だけ設けておき、図１４（ｂ）に示すように、部材Ｔを押し潰して扁平な管形状の周側壁２にする。そして、周側壁２を加熱して周側壁２の内面や凹凸板３の外面に設けられたろう材層を溶融させて周側壁２と凹凸板３とを接合する。なお、凹凸板３と周側壁２の接合は、周側壁２を扁平状に成形する前でもよいし、扁平状に成形した後でもよい。
【００３６】
一般に、扁平管は押し出し加工によって製造されており、素材が押し出し加工に適したもの（例えばアルミニウム）であると容易に製造できるが、素材が押し出し加工に適さないもの（例えば鉄）であると製造が非常に困難であった。上記のような製造方法によれば、押し出し加工に適さない素材でも扁平管を容易に製造することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記の各実施形態に種々の改変を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態の管部材の一部省略端面図である。
【図２】図１の管部材を展開した状態の一部省略断面図である。
【図３】図１の管部材の凸部を形成する凹凸板の一部省略斜視図である。
【図４】図３の凹凸板を成形する加工装置の各成形ロールの側面図である。
【図５】図４の各成形ロールの正面図である。
【図６】周側壁を形成するロールフォーミング加工装置の概略斜視図である。
【図７】凸部の変形例を示す断面模式図である。
【図８】凸部の変形例を示す斜視図である。
【図９】第１の実施形態の変形例の端面図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例の端面図である。
【図１１】第１の実施形態の変形例の端面図である。
【図１２】第１の実施形態の変形例の端面図である。
【図１３】第１の実施形態の変形例の端面図である。
【図１４】第２の実施形態の管部材の製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    管部材
２    周側壁
３ａ  凸部
Ｐ１  板材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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